当我们探讨制冷领域的话题时,“喘振”作为一个特征在离心式制冷压缩机中尤为突出。当压缩机在低负荷下运行时,特别是在额定负荷的25%以下时,容易发生喘振现象。这种现象会周期性地增大噪声和振动,严重时甚至可能导致压缩机损坏。我们需要对这一特征有所了解和关注。
在压缩机运行过程中,当进口流量减小到一定程度时,会在整个扩压器流道中产生旋转失速。压缩机的出口压力会突然下降,导致管网压力高于压缩机出口压力,迫使气流倒回压缩机。随着管网压力逐渐降低,压缩机又重新开始向管网供气,恢复正常工作。当管网压力再次恢复到原来的水平时,流量仍然小于喘振流量,导致压缩机再次产生旋转失速和出口压力下降,气流再次倒回压缩机。这种反复的过程导致压缩机的流量和出口压力出现周期性的大幅波动,引发强烈的喘振现象。管网的容量越大,喘振的振幅就越大,频率则越低;反之,管网容量越小,喘振的振幅就越小,频率则越高。
一、压缩机喘振的特征表现:
1. 工况不稳定,出口压力和流量呈现周期性的大幅波动,频率较低,同时平均排气压力值下降。
2. 喘振伴随强烈的周期气流声,甚至出现气流吼叫。
3. 机器剧烈振动,机体、轴承、管道的振幅急剧增加。严重时,可能导致轴瓦损坏、转子与定子摩擦碰撞以及密封元件的严重。
4. 开关防喘阀的动作需要平稳缓慢。关闭时要先低压后高压,打开时则先高压后低压。当出现“旋转失速”和“喘振”时,应首先全部打开防喘阀,增加压缩机的流量,再根据具体情况进行处理。
二、关于喘振的原因与预防措施:
喘振的主要原因与叶轮出口的制冷剂速度有关。当机组部分负荷运行时,径向速度随负荷减小而减小,导致切向速度与叶轮角度的减小。当角度减小到一定程度时,压缩机的气体无法被有效压缩,从而在叶轮中产生涡流。冷凝器中的高压气体就会倒流进叶轮,使压缩气体在短时间内急剧增加,然后倒流回来,如此反复,压缩机进入喘振状态。
为了防止喘振的发生,有多种方法可供选择。改变压缩机转速、多级压缩、转动的扩压器调节以及散流滑块设计等方法均能有效避免喘振。在实际操作中,使用热气旁通是一种现实的方法。通过热气旁通来进行喘振防护,是通过喘振保护线来控制热气旁通的开启或关闭,使机组远离喘振点,达到保护的目的。具体来说,通过一根从冷凝器连接到蒸发器的连接管,当运行点到达设定的保护点时,热气旁通电磁阀会被打开,将冷凝器的热到蒸发器,以降低压比并增加排气量,从而避免喘振的发生。